Mengapa cahaya terpolarisasi ketika dipantulkan dan dibiaskan?

Mengapa cahaya terpolarisasi ketika dipantulkan dan dibiaskan?
Anonim

Jawaban cepat:

Cahaya adalah gelombang transversal, yang berarti bahwa medan listrik (dan juga medan magnet) tegak lurus terhadap arah rambatan cahaya (setidaknya dalam media isotropik - tetapi mari kita tetap sederhana di sini).

Jadi, ketika cahaya muncul secara tidak sengaja pada batas dua media, medan listrik dapat dianggap memiliki dua komponen - satu di bidang kejadian, dan satu tegak lurus terhadapnya. Untuk cahaya yang tidak terpolarisasi, arah medan listrik berfluktuasi secara acak (sambil tetap tegak lurus dengan arah rambat) dan sebagai hasilnya, kedua komponen memiliki urutan ukuran yang sama.

Berapa banyak dari masing-masing komponen yang ditransmisikan dan dipantulkan dapat diketahui dengan menggunakan hukum elektromagnetisme. Tanpa masuk ke rincian matematika di sini izinkan saya mengutip hasil - # p # polarisasi (komponen medan listrik dalam bidang kejadian) tidak tercermin sama sekali jika sudut datangnya # theta # memuaskan

#theta = theta_B = tan ^ -1 (n_2 / n_1) #

dimana # n_1 # dan # n_2 # adalah dua indeks bias. Sudut ini disebut Sudut Brewster. Untuk perjalanan cahaya dari udara ke air ini memiliki nilai sekitar # 53 ^ circ #

Yang lainnya, disebut # s # komponen, yang tegak lurus terhadap bidang kejadian, ditransmisikan dan tercermin untuk semua sudut kejadian (meskipun fraksi berubah dengan # theta #).

Jadi, ketika cahaya terjadi pada sudut Brewster - sinar yang dipantulkan tidak memiliki komponen dalam bidang polarisasi. Itu sepenuhnya # s # terpolarisasi. Inilah sebabnya mengapa sudut Brewster juga disebut sudut polarisasi.

Untuk sudut datang dekat dengan sudut Brewster, sinar yang dipantulkan memiliki lebih banyak # s # polarisasi dari # p # polarisasi - dan sebagian terpolarisasi.

Sinar yang ditransmisikan memiliki kedua komponen dan karenanya tidak pernah sepenuhnya terpolarisasi. Namun, pada sudut Brewster, semuanya # p # komponen ditransmisikan (tidak ada refleksi) dan hanya sebagian dari # s # komponen ditransmisikan (sisanya dipantulkan) - sehingga cahaya yang ditransmisikan sebagian # p # terpolarisasi. Ini tetap berlaku untuk sudut yang dekat dengan sudut Brewster juga.